量子コンピューティングにおけるベンダーロックインからの解放

量子コンピュータでの計算には、人間が書いたプログラムを量子チップ用に「トランスパイラ」する必要がある。当該翻訳作業は2つの重要な役割――量子チップが理解できる基本命令やチップ形状に合わせた量子プログラムへの変換と、量子プログラムの最適化(最小化によるノイズ影響減)を担っている。

現在、量子コンピュータのクラウドサービスベンダーは専用のトランスパイラを提供している。一度あるベンダーのサービスを選ぶと、実質的にそのベンダーが提供するトランスパイラしか使えなくなってしまう。理由①、各ベンダーが独自の量子プログラム形式と量子チップの情報形式を使用、②特に量子チップの情報について、異なるベンダー間での形式変換が難しい。結果として、ユーザーは1ベンダー(企業・団体)のサービスにロックインされるという。

大阪大学大学院基礎工学研究科TISは、トランスパイラをユーザーが選択できるソフトウェア「Tranqu」を開発し、オープンソースとしてGitHubに公開した。量子システム・ソフトウェア群「OQTOPUS」のひとつである同ソフトウェアにより、ユーザーが特定の企業や研究機関に縛られずにトランスパイラを選択でき、より精度の高い実行結果を得られるようになる。

複数の量子プログラミング環境に対応し、効率的なトランスパイル処理を実現する統合的なフレームワークとして機能。入力された量子プログラムを目的の形式に変換し、適切なトランスパイラで処理する一連の流れを自動化する。研究者による独自トランスパイラの組込み、新しい量子プログラム形式への対応、異なる量子チップアーキテクチャへの適応等の拡張も可能であり、ユーザーは単一インタフェースを通じて、複数のトランスパイラを効率的に活用できる。

「Tranqu」は今後、阪大が運用中の量子クラウドを、複数のベンダーからトランスパイラを選択できる量子クラウドにしていくという。